用于半导体处理系统的底部净化的制作方法

文档序号:32446372发布日期:2022-12-07 00:24阅读:140来源:国知局
用于半导体处理系统的底部净化的制作方法
用于半导体处理系统的底部净化
相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2020年4月9日提交的题为“bottom purge for semiconductor processing system(用于半导体处理系统的底部净化)”的美国专利申请第16/844,121号的权益和优先权,所述申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
2.本技术涉及半导体工艺和设备。更具体而言,本技术涉及半导体基板支撑件。


背景技术:

3.半导体处理系统通常利用群集工具将多个工艺腔室整合在一起。这种配置可以促进若干按顺序的处理操作的执行,而无需从受控处理环境中移除基板,或者它可以允许在不同的腔室中一次对多个基板执行类似的工艺。这些腔室可以包括例如脱气腔室、预处理腔室、转移腔室、化学气相沉积腔室、物理气相沉积腔室、蚀刻腔室、计量腔室和其他腔室。选择群集工具中的腔室组合、以及运行这些腔室的操作条件和参数,以使用特定工艺配方和工艺流程制造特定结构。
4.一些处理系统可以包括连接在一起的多个处理区域和转移区域。取决于部件的布局和配置,通过系统输送的前驱物可能可流动地进出不同的区域。当沉积和清洁前驱物(包括前驱物的等离子体增强物质)可能进出系统的多个区域时,系统内可能发生沉积或损坏。此外,特定的布局和流动模式可能会在系统内产生死区,这可能导致前驱物在特定区域内积聚,这可能会导致系统的不同区域的耗尽。
5.因此,需要能够用于在半导体处理腔室和系统内有效地流动和排出材料的改进的系统和部件。本技术解决了这些和其他需求。


技术实现要素:

6.示例性基板处理系统可以包括多个处理区域。所述系统可以包括转移区域外壳,所述转移区域外壳限定与多个处理区域流体耦合的转移区域。所述系统可以包括多个基板支撑件,并且多个基板支撑件中的每个基板支撑件可以在转移区域和多个处理区域中的相关联的处理区域之间垂直平移。所述系统可以包括转移装置,所述转移装置包括延伸穿过转移区域外壳的可旋转轴。转移装置可包括与可旋转轴耦接的终端受动器(end effector)。终端受动器可包括中央毂,所述中央毂限定与净化源流体耦接的中央孔。终端受动器还可以包括多个臂,所述多个臂具有与多个基板支撑件的基板支撑件数量相等的臂数量。
7.在一些实施例中,半导体处理腔室可以包括多个净化通道,所述多个净化通道具有与多个基板支撑件的基板支撑件数量相等的净化通道数量。多个净化通道中的每个净化通道可以延伸穿过接近多个基板支撑件中的单独基板支撑件的转移区域外壳。多个处理区域中的每个处理区域可以至少部分地由单独的盖堆叠从上方限定,并且每个盖堆叠可以包
括与基板处理系统的排气口(exhaust)流体耦合的泵送衬里。每个泵送衬里可以至少部分地限定来自每个处理区域的排气流动路径以用于通过多个净化通道而输送的净化气体。可旋转轴可限定与净化源流体耦接的一个或多个孔。一个或多个孔可以被配置为将净化气体输送到至少部分地由终端受动器的中央毂限定的转移区域的中央容积。净化源可被配置为通过一个或多个孔输送大于或约为75%的相对于通过中央毂限定的中央孔输送的净化气体。多个基板支撑件可以包括围绕转移区域分布的至少三个基板支撑件。转移装置可以在多个基板支撑件之间位于中央。
8.本技术的一些实施例可以涵盖包括多个处理区域的基板处理系统。所述系统可以包括转移区域外壳,所述转移区域外壳限定与多个处理区域流体耦合的转移区域。所述系统可包括多个基板支撑件,多个基板支撑件中的每个基板支撑件可在转移区域和多个处理区域中的相关联的处理区域之间垂直平移。所述系统可包括通过转移区域外壳限定的多个净化通道。多个净化通道中的净化通道的数量可以等于多个基板支撑件中的基板支撑件的数量。所述系统可以包括转移装置,所述转移装置包括延伸穿过转移区域外壳的可旋转轴。转移装置可包括与可旋转轴耦接的终端受动器。终端受动器可以包括中央毂,并且终端受动器还可以包括多个臂,所述多个臂具有与多个基板支撑件的基板支撑件数量相等的臂数量。
9.在一些实施例中,终端受动器的中央毂可以限定孔,所述孔提供从转移装置的可旋转轴到转移区域的流体的进出。多个处理区域中的每个处理区域可以至少部分地由单独的盖堆叠从上方限定。每个盖堆叠可以包括与基板处理系统的排气口流体耦合的泵送衬里。每个泵送衬里可以至少部分地限定来自每个处理区域的排气流动路径以用于通过多个净化通道输送的净化气体。可旋转轴可限定与净化源流体耦接的一个或多个孔。一个或多个孔可以被配置为将净化气体输送到至少部分地由终端受动器的中央毂限定的转移区域的中央容积。
10.本技术的一些实施例可以涵盖半导体处理方法。所述方法可以包括通过基板处理系统的多个盖堆叠来输送一个或多个处理前驱物。多个盖堆叠中的每个盖堆叠可以流体地进出多个处理区域中的处理区域。多个处理区域中的每个处理区域可以至少部分地由多个盖堆叠中的盖堆叠和多个基板支撑件中的基板支撑件限定。所述方法可以包括通过延伸穿过限定转移区域的转移区域外壳的多个净化通道将净化气体输送到基板处理系统的转移区域中。转移区域可以与多个处理区流体耦合。所述方法可以包括通过多个盖堆叠的泵送衬里排出一个或多个处理前驱物和净化气体。
11.在一些实施例中,基板处理系统可以包括位于转移区域中的转移装置。转移装置可包括延伸穿过转移区域外壳的可旋转轴。转移装置可包括与可旋转轴耦接的终端受动器。终端受动器可包括中央毂,所述中央毂限定与净化源流体耦接的中央孔。终端受动器还可以包括多个臂,所述多个臂具有与多个基板支撑件的基板支撑件数量相等的臂数量。所述方法可以包括通过可旋转轴从由中央毂限定的中央孔输送额外的净化气体并且将额外的净化气体输送进入转移区域。可旋转轴可限定与净化源流体耦接的一个或多个孔。转移区域的中央容积可以至少部分地由终端受动器的中央毂限定。所述方法可以包括通过可旋转轴输送额外的净化气体并且将额外的净化气体输送进入转移区域的中央容积。净化气体可以通过多个净化通道输送到基板处理系统的转移区域中,所述多个净化通道包括气体
量,所述气体量小于或约为80%的通过基板处理系统的多个盖堆叠所输送的一个或多个处理前驱物的气体量。额外的净化气体可以通过可旋转轴输送并且从由中央毂限定的中央孔输送到转移区域,其小于或约为20%的通过可旋转轴输送并且被输送进入转移区域的中央容积的额外的净化气体的总量。
12.这种技术可以提供优于常规系统和技术的许多好处。例如,净化通道可以限制或防止死区形成在系统的转移区域或其他区域内。此外,一个或多个净化气体的流动可以限制处理前驱物进入系统内的转移区域。结合以下描述和附图(连同它们的许多优点和特征)更详细地描述这些和其他实施例。
附图说明
13.通过参考说明书的其余部分和附图,可以实现对所公开的技术的性质和优点的进一步理解。
14.图1a示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理工具的示意性俯视图。
15.图1b示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理系统的示意性局部截面视图。
16.图2示出了根据本技术的一些实施例的示例性基板处理系统的转移部分的示意性等距视图。
17.图3示出了根据本技术的一些实施例的示例性基板处理系统的示例性排气系统的示意性等距视图。
18.图4示出了根据本技术的一些实施例的示例性基板处理系统的转移部分的示意性局部截面视图。
19.图5a示出了根据本技术的一些实施例的示例性基板处理系统的转移部分的示意性局部截面视图。
20.图5b示出了根据本技术的一些实施例的示例性转移装置的沿图5a的线a-a的示意性局部截面视图。
21.图6示出了根据本技术的一些实施例的半导体处理方法中的选定操作。
22.包括了若干图作为示意图。应当理解的是,这些图是为了说明性目的,除非特别说明是按比例或成比例的,否则不应认为是按比例或成比例的。此外,作为示意图,提供这些图是为了帮助理解,并且可能不包括与现实表示相比的所有方面或信息,并且可能包括用于说明性目的的夸示材料。
23.在附图中,相似的部件和/或特征可具有相同的参考标记。此外,相同类型的各种部件可以通过在参考标记后面加上区分相似部件的字母来区分。如果说明书中仅使用第一参考标记,则描述适用于具有相同第一参考标记的相似部件中的地任一个,而不管字母如何。
具体实施方式
24.基板处理可包括用于添加、移除或以其他方式修改晶片或半导体基板上的材料的时间密集型操作。基板的高效移动可减少排队时间并且提高基板产量。为了增加群集工具内被处理的基板数量,可以将额外的腔室并入到主机上。尽管可以通过加长工具而不断增加转移机器人和处理腔室,但这可能会随着群集工具的占地面积扩大而变得空间效率低
下。因此,本技术可以包括在限定的占地面积内具有增加的数量的处理腔室的群集工具。为了适应关于转移机器人的有限占地面积,本技术可从机器人横向向外增加处理腔室的数量。例如,一些常规群集工具可包括一个或两个处理腔室,所述一个或两个处理腔室围绕位于中央的转移机器人的部分来定位,以最大化机器人径向周围的腔室数量。本技术可以通过结合横向向外的额外的腔室作为另一列或另一组腔室来扩展所述概念。例如,本技术可以应用于包括可在一个或多个机器人进出位置中的每个机器人进出位置处进出的三个、四个、五个、六个或更多个处理腔室的群集工具。
25.然而,随着增加额外的工艺位置,在每个位置处没有额外的转移能力的情况下,从中央机器人进出这些位置可能不再可行。一些常规技术可包括晶片载体,在过渡期间基板保持在晶片载体上。然而,晶片载体可能会导致基板上的热不均匀性和颗粒污染。本技术通过合并与处理腔室区域垂直对齐的转移部分和可与中央机器人协同操作以进出额外晶片位置的旋转式传送带或转移装置来克服这些问题。基板支撑件然后可以在转移区域和处理区域之间垂直平移以输送用于处理的基板。
26.当转移区域对于处理区域是流体地可进出时,处理气体或等离子体增强物质可以渗透通过处理区域并进入转移区域。这些活性前驱物(可包括沉积前驱物、清洁气体或其他材料)可导致在转移区域内发生沉积或其他工艺相互作用,并且可能导致在转移区域部件上发生沉积或损坏。本技术可以通过将一个或多个净化气体输送到转移区域中以帮助限制或防止处理前驱物进入转移区域来克服这些问题。当多个处理腔室正在执行与其他处理腔室相同的工艺并且净化气体流向每个区域时,材料流可能会平衡,这可能会在转移区域或处理系统的其他区域内的中央或其他区域产生流动死区。本技术还可以通过结合引向转移区域的一个或多个区域的额外净化通道以提供通过系统的多个区域的流动,来限制这些死区的形成。
27.尽管剩余的公开内容将例行地标识出特定结构(诸如四位置转移区域)(可以对其采用本结构和方法),但将容易理解,基板支撑组件或部件可以同等地用于任何数量的其他系统或腔室。因此,不应认为所述技术仅限于单独用于任何特定腔室。此外,虽然将描述示例性工具系统以为本技术提供基础,但应理解,本技术可与可受益于待描述的操作和系统中的全部或一些的任何数量的半导体处理腔室和工具相结合。
28.图1a示出了根据本技术的一些实施例的沉积、蚀刻、烘烤和固化腔室的基板处理工具或处理系统100的一个实施例的俯视平面图。在图中,一组前开式标准舱102供应各种尺寸的基板,所述各种尺寸的基板由机器人臂104a和104b接收在工厂界面103内,并且在被输送到基板处理区域108中的一者之前被放置在装载锁定或低压保持区域106中,其中基板处理区域108位于腔室系统或四个一组(quad)部分109a-c中,其可以各自为具有与多个处理区域108流体耦合的转移区域的基板处理系统。尽管示出了四个一组系统,但应当理解,本技术同样包括结合独立腔室、双腔室和其他多腔室系统的平台。容纳在转移腔室112中的第二机器人臂110可以用于将基板晶片从保持区域106转移到四个一组部分109并返回,并且第二机器人臂110可以容纳在转移腔室中,四个一组部分中的每者或处理系统可以与所述转移腔室相连接。每个基板处理区域108可以被配备以执行数个基板处理操作,包括任意数量的沉积工艺,包括循环层沉积、原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积以及蚀刻、预清洁、退火、等离子体工艺、脱气、定向和其他基板工艺。
29.每个四个一组部分109可以包括转移区域,所述转移区域可以从第二机器人臂110接收基板以及将基板输送到第二机器人臂110。腔室系统的转移区域可以与具有第二机器人臂110的转移腔室对齐。在一些实施例中,机器人可以横向进出转移区域。在随后的操作中,转移部分的部件可以将基板垂直地平移到上覆的处理区域108中。类似地,转移区域也可以可操作以在每个转移区域内的位置之间旋转基板。基板处理区域108可以包括用于在基板或晶片上沉积、退火、固化和/或蚀刻材料膜的任何数量的系统部件。在一种配置中,两组处理区域(诸如四个一组部分109a和109b中的处理区域)可用于在基板上沉积材料,而第三组处理腔室(诸如四个一组部分109c中的处理腔室或区域)可用于固化、退火或处理经沉积的膜。在另一种配置中,所有三组腔室(诸如所示的所有十二个腔室)可以被配置为在基板上沉积和/或固化膜。
30.如图所示,第二机器人臂110可以包括用于同时输送和/或取回多个基板的两个臂。例如,每个四个一组部分109可以包括沿着转移区域的外壳的表面的两个进出口107,两个进出口107可与第二机器人臂横向对齐。可沿着与转移腔室112相邻的表面限定进出口。在一些实施例中,诸如所示出的,第一进出口可与四个一组部分的多个基板支撑件中的第一基板支撑件对准。此外,第二进出口可与四个一组部分的多个基板支撑件中的第二基板支撑件对准。在一些实施例中,第一基板支撑件可以与第二基板支撑件相邻,并且两个基板支撑件可以限定第一列基板支撑件。如所示配置中所示,第二列基板支撑件可定位在第一列基板支撑件后面,而从转移腔室112横向向外。第二机器人臂110的两个臂可以间隔开以允许两个臂同时进入四个一组部分或腔室系统,以将一个或两个基板输送至转移区域内的基板支撑件或从其取回。
31.所描述的转移区域中的任意一个或多个可以与从不同实施例中所示的制造系统相分离的额外的腔室合并。应当理解,由处理系统100考虑了用于材料膜的沉积、蚀刻、退火和固化腔室的额外的配置。此外,任何数量的其他处理系统可以与本技术一起使用,其可以结合用于执行特定操作中的任意项(诸如基板移动)的转移系统。在一些实施例中,可以提供对多个处理腔室区域的进出,同时在各个部分(诸如所提到的保持和转移区域)中维持真空环境的处理系统,可以允许在多个腔室中执行操作,同时在离散的工艺之间维持特定的真空环境。
32.图1b示出了根据本技术的一些实施例的示例性处理工具(诸如穿过腔室系统)的一个实施例的示意性横截面正视图。图1b可以示出通过任何四个一组部分109中的任何两个相邻处理区域108的截面图。正视图可以示出一个或多个处理区域108与转移区域120的配置或流体耦合。例如,连续转移区域120可由转移区域外壳125限定。外壳可限定开放的内部容积,其中可设置多个基板支撑件130。例如,如图1a所示,示例性处理系统可以包括四个或更多个,包括分布在外壳内围绕转移区域的多个基板支撑件130。基板支撑件可以是如图所示的基座,但也可以使用多种其他配置。在一些实施例中,基座可以在转移区域120与覆盖转移区域的处理区域之间可垂直平移。基板支撑件可以沿着基板支撑件的中央轴而沿着腔室系统内的第一位置和第二位置之间的路径可垂直平移。因此,在一些实施例中,每个基板支撑件130可以与由一个或多个腔室部件限定的上覆处理区域108轴向对准。
33.开放的转移区域可以提供转移装置135(诸如旋转式传送带)能在各种基板支撑件之间(诸如旋转地)接合和移动基板的能力。转移装置135可以围绕中央轴旋转。这可以允许
基板被定位以在处理系统内的任何处理区域108内进行处理。转移装置135可包括一个或多个终端受动器,其可从上方、下方接合基板,或可接合基板的外边缘以围绕基板支撑件移动。转移装置可以从转移腔室机器人接收基板,例如先前描述的机器人110。转移装置然后可以旋转基板以交替基板支撑件以促进额外的基板的输送。
34.一旦定位并等待处理,转移装置就可以将终端受动器或臂定位在基板支撑件之间,这可以允许基板支撑件被升高而通过转移装置135并且将基板输送到处理区域108中,处理区域108可以从转移区域垂直偏移。例如,并且如图所示,基板支撑件130a可以将基板输送到处理区域108a中,而基板支撑件130b可以将基板输送到处理区域108b中。这可以用其他两个基板支撑件和处理区域以及在包括额外的处理区域的实施例中用额外的基板支撑件和处理区域来执行。在此配置中,当可操作地接合以用于处理基板时(诸如在第二位置),基板支撑件可以至少部分地从下方限定处理区域108,并且处理区域可以与相关联的基板支撑件轴向对齐。处理区域可以由面板140以及其他盖堆叠部件从上方限定。在一些实施例中,每个处理区域可具有单独的盖堆叠部件,但是在一些实施例中,部件可容纳多个处理区域108。基于这种配置,在一些实施例中,每个处理区域108可以与转移区域流体耦合,同时从上方与腔室系统或四个一组部分内的每个其他处理区域流体隔离。
35.在一些实施例中,面板140可以作为用于在处理区域108内产生局部等离子体的系统的电极来操作。如图所示,每个处理区域可以利用或结合单独的面板。例如,可以包括面板140a以从处理区域108a上方限定,并且可以包括面板140b以从处理区域108b上方限定。在一些实施例中,基板支撑件可以作为用于在面板和基板支撑件之间产生电容耦合等离子体的配对电极来操作。取决于容积几何形状,泵送衬里145可以至少部分地径向地或横向地限定处理区域108。同样,可以为每个处理区域使用单独的泵送衬里。例如,泵送衬里145a可以至少部分地径向限定处理区域108a,并且泵送衬里145b可以至少部分地径向限定处理区域108b。在实施例中,阻挡板150可以定位在盖155和面板140之间,并且可以再次包括单独的阻挡板以促进每个处理区域内的流体分布。例如,可以包括阻挡板150a以用于朝向处理区域108a的分布,并且可以包括阻挡板150b以用于朝向处理区域108b的分布。
36.盖155可以是用于每个处理区域的单独部件,或者可以包括一个或多个共同方面。在一些实施例中,例如所示出的,盖155可以是限定多个孔160的单个部件,以用于将流体输送到单独的处理区域。例如,盖155可以限定用于将流体输送到处理区域108a的第一孔160a,并且盖155可以限定用于将流体输送到处理区域108b的第二孔160b。当包括额外的孔时,可以为每个部分内的额外的处理区域限定额外的孔。在一些实施例中,每个四个一组部分109—或可容纳多于或少于四个基板的多处理区域部分,可包括一个或多个远程等离子体单元165,以用于将等离子体流出物输送到处理腔室中。在一些实施例中,可以为每个腔室处理区域并入单独的等离子体单元,尽管在一些实施例中可以使用更少的远程等离子体单元。例如,如图所示,单个远程等离子体单元165可用于多个腔室,诸如两个、三个、四个或高达特定四个一组部分的所有腔室的更多个腔室。在本技术的实施例中,管道可以从远程等离子体单元165延伸到每个孔160,以用于输送等离子体流出物以进行处理或清洁。
37.在一些实施例中,净化通道170可以延伸穿过接近或靠近每个基板支撑件130的转移区域外壳。例如,多个净化通道可以延伸穿过转移区域外壳以提供流体进出以供经流体耦合的净化气体被输送到转移区域中。净化通道的数量可以与处理系统内的基板支撑件的
数量相同或不同,包括更多或更少。例如,净化通道170可以延伸穿过每个基板支撑件下方的转移区域外壳。对于所示的两个基板支撑件130,第一净化通道170a可以延伸穿过接近基板支撑件130a的外壳,并且第二净化通道170b可以延伸穿过接近基板支撑件130b的外壳。应当理解,任何额外的基板支撑件可以类似地具有延伸穿过转移区域外壳的经铅垂线校正(plumbed)的净化通道,以将净化气体提供进入转移区域。
38.当净化气体被输送穿过净化通道中的一个或多个时,它可以类似地通过泵送衬里145排出,泵送衬里145可以提供来自处理系统的所有排出路径。因此,在一些实施例中,处理前驱物和净化气体两者都可以通过泵送衬里排出。净化气体可向上流动至相关联的泵送衬里,例如流过净化通道170b的净化气体可从泵送衬里145b从处理系统排出。如下文将进一步解释的,可以输送净化气体流以限制处理前驱物侵入系统的转移区域中。因为净化气体的流动分布可朝相关联的泵衬里向上延伸,净化气体流的死区可形成在转移区域的某些区域处,例如,诸如形成于中央。如下文将描述的,为了限制处理前驱物在这些区域中的积聚,在本技术的一些实施例中,额外的净化气体可流动通过并围绕转移装置135。
39.如所指出的,处理系统100,或更具体地,与处理系统100或其他处理系统结合的四个一组部分或腔室系统,可以包括位于所示处理腔室区域下方的转移部分。图2示出了根据本技术的一些实施例的示例性腔室系统200的转移部分的示意性等距视图。图2可以示出上述转移区域120的其他方面或方面的变化,并且可以包括所描述的部件或特征中的任意个。所示的系统可以包括转移区域外壳205,所述转移区域外壳205限定了其中可以包括数个部件的转移区域。转移区域可以另外地至少部分地由处理腔室或与转移区域流体耦合的处理区域从上方限定,诸如图1a的四个一组部分109中所示的处理腔室区域108。转移区域外壳的侧壁可以限定一个或多个进出位置207,基板可以通过一个或多个进出位置207被输送和取回,诸如通过如上所讨论的第二机器人臂110。在一些实施例中,进出位置207可以是狭缝阀或其他可密封进出位置,其包括门或其他密封机构,以在转移区域外壳205内提供密封环境。尽管示出了两个这样的进出位置207,但是应当理解,在一些实施例中可仅包括单个进出位置207,以及在转移区域外壳的多个侧面上的进出位置。还应当理解,所示的转移部分的尺寸可被设计以适合任何基板尺寸,包括200mm、300mm、450mm、或更大或更小的基板,包括以任意数量的几何形状或形状为特征的基板。
40.在转移区域外壳205内可以是围绕转移区域容积来定位的多个基板支撑件210。尽管示出了四个基板支撑件,但是应该理解,本技术的实施例类似地涵盖任何数量的基板支撑件。例如,根据本技术的实施例,多于或约为三个、四个、五个、六个、八个或更多个基板支撑件210可以被容纳在转移区域中。第二机器人臂110可以通过进出口207将基板递送到基板支撑件210a或210b中的任一个或两个。类似地,第二机器人臂110可以从这些位置取回基板。升降杆212可以从基板支撑件210突出,并且可以允许机器人在基板下方进出。在一些实施例中,升降杆可以固定在基板支撑件上,或者固定在基板支撑件可于下方凹陷的位置处,或者升降杆可以通过基板支撑件另外升高或降低。基板支撑件210可以是垂直可平移的,并且在一些实施例中可以延伸至基板处理系统的处理腔室区域,诸如处理腔室区域108,其位于转移区域外壳205上方。
41.转移区域外壳205可以为对准系统提供进出口215,对准系统可以包括对准器,所述对准器可以如图所示延伸穿过转移区域外壳的孔并且可以与激光、相机或其他突出的监
视元件结合操作,或通过相邻的孔传输,且这可以确定正在平移的基板是否正确对齐。转移区域外壳205还可以包括转移装置220,所述转移装置220可以以多种方式操作以定位基板并在各种基板支撑件之间移动基板。在一个示例中,转移装置220可将基板支撑件210a和210b上的基板移动至基板支撑件210c及210d,这可允许额外的基板被输送到转移腔室中。额外的转移操作可包括在基板支撑件之间旋转基板以在上覆处理区域中进行额外处理。
42.转移装置220可包括中央毂225,中央毂225可包括延伸到转移腔室中的一个或多个轴。与轴耦接的可以是终端受动器235。终端受动器235可包括从中央毂径向或横向向外延伸的多个臂237。尽管示出了臂从其延伸的中央体,但在各种实施例中,终端受动器可另外包括单独的臂,单独的臂各自与轴或中央毂耦接。在本技术的实施例中可以包括任意数量的臂。在一些实施例中,臂237的数量可以类似于或等于腔室中所包括的基板支撑件210的数量。因此,如图所示,对于四个基板支撑件,转移装置220可以包括从终端受动器延伸的四个臂。臂的特征可以在于任何数量的形状和轮廓,诸如直轮廓或弓形轮廓,以及包括任何数量的远端轮廓,其包括钩、环、叉或用于支撑基板和/或提供让基板进出的其他设计(例如用于对齐或接合)。
43.如上所述,在一些实施例中,可以在处理区域内包括中央净化。例如,当四个基板支撑件210中的每一个都包括接近杆并延伸穿过转移腔室外壳的净化通道时,流可能不会延伸越过中央毂225。因此,可流向此区域的处理前驱物可能会积聚,而不是从转移区域净化。为了限制或防止这种影响,在一些实施例中,本技术可以通过和/或围绕转移装置传递额外的净化。如下文将描述的,流可以从终端受动器下方延伸,并且流也可以延伸通过中央孔240,其经限定而通过中央毂。孔可以提供从转移装置的轴(诸如可旋转轴)进入转移区域的流体进出,终端受动器可以与所述转移装置耦接。净化源可与轴流体耦接,以提供穿过中央孔的净化路径。
44.终端受动器235或终端受动器的部件或部分可用于在转移或移动期间接触基板。这些部件以及终端受动器可由数种材料制成或包括数种材料,包括导电材料和/或绝缘材料。在一些实施例中,材料可以被涂覆或镀覆以承受与可从上覆的处理腔室进入转移腔室的前驱物或其他化学品的接触。
45.此外,可以提供或选择材料以承受其他环境特性,诸如温度。在一些实施例中,基板支撑件可用于加热设置在支撑件上的基板。基板支撑件可被配置为将表面或基板温度增加至大于或约为100℃、大于或约为200℃、大于或约为300℃、大于或约为400℃、大于或约为500℃的温度、大于或约为600℃、大于或约为700℃、大于或约为800℃、或更高。在操作期间可以保持这些温度中的任何一个,并且因此转移装置220的部件可以暴露于这些所规定或所涵盖的温度中的任何一个。因此,在一些实施例中,可以选择材料中的任意个以适应这些温度范围,并且可以包括诸如陶瓷和金属之类的材料,其特征可在于相对低的热膨胀系数或其他有益的特性。
46.部件耦接还可适于在高温和/或腐蚀性环境中操作。例如,在终端受动器和端部分各自是陶瓷的情况下,耦接器可以包括压配合、卡扣配合或可能不包括额外材料(诸如螺栓)的其他配合,所述额外材料可随温度膨胀和收缩,并且可能导致陶瓷开裂。在一些实施例中,端部可以与终端受动器呈连续,并且可以与终端受动器一体地形成。可以使用可以促进操作期间的操作或阻力的任何数量的其他材料,并且所述任何数量的其他材料类似地被
本技术涵盖。
47.图3示出了根据本技术的一些实施例的示例性基板处理系统的示例性排气系统300的示意性等距视图。此图可示出上述处理系统和部件的方面,并且可示出系统的额外的方面。此图可示出移除了多个部件的系统,以便于示出处理系统的排气系统。应当理解,排气系统300可以包括在别处描述或示出的处理系统的任何部分的任何方面,并且可以示出与在别处描述的任何系统结合的排气系统的方面。例如,排气系统300可以示出移除了先前描述的盖堆叠部件中的一些盖堆叠部件的系统。应当理解,仍然可以结合这些部件,诸如在每个处理位置包括泵送衬里。
48.如前所述,根据本技术的一些实施例的处理系统可以包括可以从转移区域310垂直平移的基板支撑件305,转移区域310可包括上述腔室部分200的任何方面。基板支撑件305可以各自延伸到相关联的处理区域,在那里它们可以至少部分地从下方限定处理区域,其中面板或其他盖堆叠部件至少部分地从上方限定处理区域。泵送衬里可以至少部分地径向限定处理区域,并且可以提供如上所示的排气路径,其可以将材料输送到排气系统,诸如图中所示。每个泵送衬里可提供通向排气口315的进出,所述排气口315可通向前级管线(foreline)。前级管线可以将排气口315中的每一个与泵送系统流体耦接,所述泵送系统被配置为从系统抽取材料。
49.如图所示,排气口315可以是来自处理系统的仅有的排气路径,包括来自转移区域310。此外,如图所示,基板支撑件305可能不完全安置或密封盖堆叠部件,诸如可以支撑单独盖堆叠部件的下盖板320,并且可以至少部分地限定基板支撑件周围的处理区域。下盖板320也可以从上方限定转移区域。因此,每个处理区域接着可以与基板支撑件周围的转移区域流体耦合。当净化气体从接近基板支撑件的净化通道流出时,气体因此可以在流过泵送衬里并进入排气系统之前被抽吸到围绕基板支撑件的泵送衬里并通过下盖板。因此,泵送衬里可限定来自每个处理区域的排气流动路径,以用于可从泵送衬里上方输送的处理前驱物以及可从转移区域和泵送衬里下方输送的净化气体两者。
50.当每个处理区域正在执行类似的操作时,这可以包括从处理区域围绕每个基板支撑件输送相似量的净化气体,所示的中央区域可能没有太多流过所述区域,因为净化气体大体可以流动向上到相关联的处理区域,并且可能不会流过基板支撑件或在基板支撑件之间流动。这可能会在转移区域的中央区域处产生死区,其可允许处理前驱物进出转移区域而积聚在基板支撑件之间,并且所述死区可能在转移装置上方。如果允许材料积聚,则沉积可能会干扰转移装置的操作,或者清洁气体可能会损坏终端受动器。
51.为了限制处理材料或前驱物在转移区域内的积聚,在本技术的一些实施例中,可以将额外的净化流输送到处理区域中。图4示出了根据本技术的一些实施例的示例性基板处理系统的转移部分400的示意性局部截面视图,并且可以示出穿过转移装置405的横截面。转移装置可定位在转移区域内,如上所讨论的。转移区域可以由下盖板410从上方限定,并且从下方由转移区域外壳412限定。当基板支撑件415处于升高位置时,处理前驱物可能会积聚在转移区域的中央区域,所述中央区域可在转移装置上方。本技术可产生一个或多个额外的净化流动路径以限制积聚并改善从转移区域的净化。
52.如图所示,转移装置405可以包括与终端受动器425耦接的可旋转轴420。终端受动器可包括与可旋转轴耦接的中央毂427。终端受动器还可包括从中央毂延伸的多个臂430。
如上所述,中央毂427可限定可通过其输送净化气体的孔。净化气体可以向上流动通过轴420以被输送到转移装置上方的转移区域中,所述转移区域可在基板支撑件之间位于中央,并可与转移区域内的流动死区相邻。净化源435可以与可旋转轴流体耦接,以用于通过中央毂孔输送净化气体。此外,净化源可以与挡板耦合或通过转移区域外壳进出形成在转移装置和转移区域外壳412之间的中央容积。如图所示,净化气体可以通过转移装置的可旋转轴向上输送并进入转移装置正上方的区域,诸如在中央毂和下盖板410之间。
53.此外,净化气体可以被输送到限定在转移装置下方的中央容积,诸如在中央毂和转移区域外壳之间,如图所示。在转移装置下方输送的净化气体接着可以径向向外流动以与在每个基板支撑件附近延伸的净化流相互作用,这可以净化转移区域的中央区域。终端受动器425可以促进将流动均等地向外引导以限制对朝向每个泵送衬里延伸的流动分布的任何不同影响,这可以促进在每个处理区域维持类似的处理和效果,并且限制可产生朝向一个或多个处理区域的流动变化的任何扰动。为了进一步限制来自中央孔的流的循环或喷射,在一些实施例中可以限制通过中央孔的净化气体的流量。例如,在任何单位时间期间流过中央孔的净化气体的流量可以小于或约为40%的流过中央容积的流量。此外,流过中央孔的流量可以小于或约为35%的流入中央容积的流量,并且可以小于或约为30%、小于或约为25%、小于或约为20%、小于或约为15%、小于或约为10%、小于或约为5%、或更少,这可进一步促进流向系统的每个处理区域的等效流。
54.图5a示出了根据本技术的一些实施例的示例性基板处理系统的转移部分500的示意性局部截面视图,并且可以示出用于使净化气体流入转移装置和转移区域外壳之间的中央区域的额外的实施例。如图所示,转移装置505可以包括与终端受动器515耦接的可旋转轴510。终端受动器515可包括中央毂520,其中一个或多个臂525从中央毂延伸。孔522可以限定在中央毂内并且通过穿过轴510的通道提供流体耦合,使得从净化源527输送的净化气体可以流到转移装置上方的区域。
55.此外,一个或多个孔535可限定在轴510内,并且其还可与净化源527流体耦接,以用于将净化气体输送到形成在终端受动器515和转移区域外壳530之间的中央容积。在一些实施例中,孔535可包括如图所示的挡板或节流器,其可增加从轴离开到中央容积的流量,并减少输送通过中央孔522的流量。这可能会限制从转移装置喷射净化流,这可能难以确保流会均等地流向各个处理区域以从系统中排出。
56.图5b示出了根据本技术的一些实施例的示例性转移装置轴510的沿着图5a的线a-a的示意性截面局部视图。如图所示,一个或多个孔535可限定为穿过转移装置的轴510。尽管示出了四个孔,但是应理解可形成任何数量的孔,包括大于或约为一个、大于或约为两个、大于或约为三个、大于或约为四个、大于或约为五个、大于或约为六个、或更多,这可以改善在转移装置下方限定的中央容积中的流动均匀性。此外,一个或多个挡板或节流器可以通过轴延伸到中央通道中,并且一个或多个挡板或节流器可以引导流朝向孔流动。这可用于通过形成延伸经过孔(所述孔通向转移装置的中央毂与转移区域外壳之间的转移区域的中央容积)的减小路径540来减少可延伸通过中央毂的中央孔的流量。节流器可以将被相对于孔535来输送通过中央孔的净化气体的流量减小到上述百分比或范围中的任何一个。通过输送净化气体通过转移装置的中央孔和转移区域的中央容积中的一个或每个,流动的死区可被限制或防止,这可以确保发生前驱物的完全去除。
57.图6示出了根据本技术的一些实施例的半导体处理方法600中的选定操作。所述方法可以在各种处理系统中执行,包括上述处理系统100。所述方法可以包括在半导体处理或腔室清洁期间在处理系统的转移区域内执行净化操作,这可以限制材料在转移区域内积聚,如前所述。方法600可以包括数个可选操作,其可以或可以不与根据本技术的方法的一些实施例具体相关联。例如,描述了许多操作以提供更广范围的结构形成和执行的操作,但对技术并不关键,或者可以通过容易理解的替代方法执行。所述方法可以在包括上述任何部件、配置或方面的任何处理腔室或系统中执行,包括上述转移装置或排气系统的任何方面。根据本技术的实施例,所述方法也可以在可受益于净化的任何其他处理腔室中执行。
58.方法600可以包括在所列操作开始之前的额外的操作。例如,额外的处理操作可以包括将基板输送到转移区域、在基板支撑件之间旋转基板、以及在处理系统或任何其他处理腔室内执行任何数量的基板处理。基板可以安置在其上的基板支撑件(诸如在转移区域内)可以被平移到处理区域,所述处理区域可以如先前描述的那样覆盖在转移区域上。在操作605,可将一个或多个处理前驱物输送至处理区域,其可包括输送至多个处理区域,诸如通过如前所述的单独的盖堆叠。如上所述,每个处理区域可以至少部分地由相关联的盖堆叠、基板支撑件和泵送衬里来限定,其中处理和净化材料可以通过泵送衬里从系统排出。
59.在操作610处,一个或多个净化气体可以被输送到在每个处理区域下方延伸的转移区域中。净化气体可以流过一个或多个净化通道,诸如净化通道170,净化通道170可以接近每个基板支撑件来定位,并且可以延伸穿过转移区域外壳。在一些实施例中,可额外地通过可旋转轴提供净化气体,这可将额外净化气体输送到转移区域中,诸如通过由转移装置的中央毂所限定的中央孔。此外,净化气体可以通过在转移区域底部围绕转移装置的轴的挡板,或通过转移装置的轴的孔,如前所述。
60.在操作615处,处理系统可以排出一个或多个处理前驱物、处理的副产物以及通过转移区域输送的净化气体。通过如前所述那样通过泵送衬里和排气系统排出净化气体,净化气体可以提供屏障以限制或防止处理前驱物在转移区域内积聚。
61.净化气体可包括任何材料,其可为惰性或不与系统的一个或多个成分反应的材料,并且可包括氮、氩、氦、氢、氧或任何其他工艺前驱物或载气,它们可限制对正在执行的工艺的影响。因为可以输送净化气体以提供屏障或幕帘以限制来自处理区域的处理前驱物的流,所以流可以小于处理前驱物的流。例如,在一些实施例中,从净化通道中的每个输送的净化气体的流量可小于或约为90%的通过相关联的盖堆叠所传输的处理前驱物流的流量。另外,所输送的净化气体的流量可以小于或约为85%的处理前驱物的流量,并且可以小于或约为80%、小于或约为75%、小于或约为70%、小于或约为65%、小于或约为60%、小于或约为55%、小于或约为50%、或更少。
62.如前所解释的,可以提供在转移装置上方和下方输送的净化气体,以防止形成可能发生处理材料积聚的死区。为了限制到每个处理区域的处于平衡流速的输送的影响,在一些实施例中,集中输送的净化气体的流量可以小于输送到任何单独的净化通道的流量。例如,在一些实施例中,通过和/或围绕转移装置而集中输送的净化气体的流量可以小于或约为80%的从接近单独基板支撑件的任何单独的净化通道所输送的流量。此外,集中输送的净化气体可以小于或约为75%的从任何单独的净化通道所输送的流量,并且可以小于或约为70%、小于或约为65%、小于或约为60%、小于或约为55%、小于或约为50%、小于或约
为45%、小于或约为40%、小于或约为35%、小于或约为30%、小于或约为25%、小于或约为20%、小于或约为15%、小于或约为10%、或更少的量。因此,当多个净化通道设置有多个基板支撑件时,集中输送的净化气体的流量可能小于或约为40%的通过净化通道输送的额外的净化气体的或通过盖堆叠输送的处理前驱物的总量,并且可以小于或约为35%的总量、小于或约为30%的总量、小于或约为25%的总量、小于或约为20%的总量、小于或约为15%的总量、小于或约为10%的总量、小于或约为5%的总量、小于或约为1%的总量、或更少。
63.为了进一步限制净化气体从中央孔通过转移装置的喷射,在一些实施例中,通过中央孔输送的净化气体的流量可以小于或约为50%的通过可旋转轴和/或围绕转移装置输送的净化气体的总量,并且可以小于或约为45%、小于或约为40%的总量、小于或约为35%的总量、小于或约为30%的总量、小于或约为25%的总量、小于或约为20%的总量、小于或约为15%的总量、小于或约为10%的总量、小于或约为5%的总量、小于或约为1%的总量、或更少。
64.在转移装置周围和/或通过转移装置输送的净化气体的流量可以至少部分地基于转移区域的体积、通过盖堆叠输送的前驱物的体积、以及处理和腔室配置的任何其他的特性。在一些实施例中,通过和/或围绕转移装置轴输送的净化气体的总量可小于或约为5slm,并且可小于或约为4slm、小于或约为3slm、小于或约为2slm、小于或约为1slm、小于或约为0.5slm、小于或约为0.3slm、或更少。在一些实施例中,输送可以处在小于或约为3slm的速率,这可以限制对转移装置的热效应。因为转移装置可以提供用于净化气体的流动路径,所以在一些实施例中可以控制净化气体的流速以限制沿着臂或转移装置的任何方面的冷却。通过根据本技术的一些实施例提供穿过处理系统的转移区域的净化气体,可以限制或防止处理前驱物的流入和/或积聚在转移区域内。
65.在前面的描述中,为了解释的目的,已经阐述了许多细节以提供对本技术的各种实施例的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些细节中的一些或者具有额外的细节的情况下实践某些实施例。
66.已经公开了几个实施例,本领域技术人员将认识到,在不脱离实施例的精神的情况下可以使用各种修改、替代构造和等同物。此外,为了避免不必要地混淆本技术,未描述许多众所周知的处理和元件。因此,以上描述不应被视为限制本技术的范围。此外,方法或工艺可被描述为按顺序的或分步的,但应理解,这些操作可同时执行,或以与所列不同的顺序执行。
67.在提供值范围的情况下,应当理解,除非上下文另有明确规定,所述范围的上限和下限之间的每个中间值(精确到下限单位的最小分数)也特别地被公开。任何规定值或规定范围内未规定的中间值与所述规定范围内的任何其他规定或中间值之间的任何更窄范围都被包括在内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在所述范围内或排除在所述范围外,并且每个范围(其中一个、两个皆不包括或两个限值皆包括在较小的范围内)也被涵盖在所述技术内且受制于规定范围中的任何明确排除的限值。在所述范围包括一个或两个限值的情况下,还包括排除这些限值中的一个或两个限值的范围。
68.如本文和所附权利要求中所用,单数形式“一(a)”“一(an)”以及“所述”包括复数形式,除非上下文另有明确规定。因此,例如,提及“轴”包括多个此类轴,并且提及“孔”包括提及本领域技术人员已知的一个或多个连接器及其等效物,等等。
69.此外,当在本说明书和所附权利要求中所使用的词语“包括(comprise(s))”、“包括(comprising)”、“含有(contain(s))”、“包括(include(s))”和“包括(including)”时,其旨在指定所述特征、整数、部件或操作的存在,但不排除一个或多个其他特征、整数、部件、操作、动作或群组的存在或者添加。
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